JP3135276B2 - Radiation resistant polypropylene resin composition - Google Patents
Radiation resistant polypropylene resin compositionInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は放射線を照射した時に物
性の劣化が起こりにくいポリプロピレン樹脂組成物に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polypropylene resin composition which hardly deteriorates in physical properties when irradiated with radiation.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリプロピレンは安価でしかも物性のバ
ランスが比較的良好であることから食品用、医療用に用
いられている。これらの用途では滅菌することが必要で
あり、そのために放射線を照射することが行われる。放
射線による滅菌は簡便であるがポリマーの分子量が低下
し物性が低下する。2. Description of the Related Art Polypropylene is used for food and medical purposes because it is inexpensive and has a relatively good balance of physical properties. In these applications, sterilization is required, and irradiation is performed for that purpose. Sterilization by radiation is simple, but the molecular weight of the polymer is reduced and the physical properties are reduced.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】滅菌の必要な用途が延
びてきており、放射線の照射に対して物性の低下が比較
的生じにくい物性バランスに優れたポリプロピレンの開
発が望まれている。As applications requiring sterilization are increasing, there is a demand for the development of a polypropylene having an excellent balance of physical properties which is relatively unlikely to be deteriorated by irradiation with radiation.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決して耐放射線性に優れ、物性バランスに優れたポリ
プロピレンについて鋭意探索し本発明を完成した。Means for Solving the Problems The present inventors have solved the above problems and have intensively searched for polypropylene having excellent radiation resistance and excellent physical property balance, and completed the present invention.
【0005】即ち本発明は、1,2,4−トリクロロベ
ンゼン溶液で測定した13C-NMR でテトラメチルシランを
基準として約20.2ppm に観測されるピークの強度がプロ
ピレン単位のメチル基に帰属されるピークの強度の総和
の0.5 以上であるシンジオタクチック構造のポリプロピ
レンとチオエーテルエステル系のヒドロパーオキシド分
解剤からなる耐放射線性ポリプロピレン樹脂組成物であ
る。That is, according to the present invention, the intensity of the peak observed at about 20.2 ppm based on tetramethylsilane in 13 C-NMR measured with a 1,2,4-trichlorobenzene solution is attributed to a methyl group of a propylene unit. A radiation-resistant polypropylene resin composition comprising a polypropylene having a syndiotactic structure having a sum of peak intensities of 0.5 or more and a thioetherester-based hydroperoxide decomposing agent.
【0006】本発明において用いるポリプロピレンとし
てはシンジオタクチック構造のポリプロピレンが利用さ
れる。シンジオタクチックポリプロピレンを製造するに
用いる触媒としては、J.A.EWENらによるJ.Am.Chem.So
c.,1988,110,6255- 6256に記載された化合物が例示でき
るが、異なる構造の触媒であっても、プロピレンの単独
重合をおこなったとき得られるポリプロピレンのシンジ
オタクチックペンタッド分率が0.7 以上のポリプロピレ
ンを製造することができるようなものであれば利用でき
る。As the polypropylene used in the present invention, a polypropylene having a syndiotactic structure is used. Catalysts used to produce syndiotactic polypropylene include JAEWEN et al., J. Am. Chem.
c., 1988, 110, 6255-6256 can be exemplified, but even with catalysts of different structures, the syndiotactic pentad fraction of polypropylene obtained when propylene homopolymerization is performed is 0.7 Any material that can produce the above polypropylene can be used.
【0007】非対称な配位子を有する遷移金属化合物と
しては上記文献に記載されたイソプロピル(シクロペン
タジエニル-1- フルオレニル) ハフニウムジクロリド、
あるいはイソプロピル(シクロペンタジエニル-1- フル
オレニル) ジルコニウムジクロリドなどが例示される。
またアルミノキサンとしては、下記の2種類の化1、化
2の構造(式中、Rは炭素数1〜3の炭化水素残基、n
は1〜50の整数。)のものが知られており、これらはい
ずれでも使用でき、特にRがメチル基であるメチルアル
ミノキサンでnが5以上、好ましくは10以上のものが利
用される。The transition metal compounds having an asymmetric ligand include isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) hafnium dichloride described in the above literature.
Alternatively, isopropyl (cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride is exemplified.
Examples of the aluminoxane include the following two types of structures 1 and 2 (where R is a hydrocarbon residue having 1 to 3 carbon atoms, n
Is an integer of 1 to 50. ) Are known, and any of them can be used. In particular, methylaluminoxane wherein R is a methyl group and n is 5 or more, preferably 10 or more is used.
【0008】[0008]
【化1】 Embedded image
【0009】[0009]
【化2】 上記遷移金属化合物に対するアルミノキサンの使用割合
としては10〜1000000モル倍、通常50〜5000モル倍であ
る。Embedded image The use ratio of the aluminoxane to the transition metal compound is 10 to 100,000,000 times, usually 50 to 5000 times.
【0010】また重合条件については特に制限はなく不
活性媒体を用いる溶媒重合法、或いは実質的に不活性媒
体の存在しない塊状重合法、気相重合法も利用できる。The polymerization conditions are not particularly limited, and a solvent polymerization method using an inert medium, a bulk polymerization method substantially free of an inert medium, and a gas phase polymerization method can be used.
【0011】重合温度としては−100 〜200 ℃、重合圧
力としては常圧〜100 kg/cm2 で行うのが一般的であ
る。好ましくは−100 〜100 ℃、常圧〜50kg/cm2であ
る。Generally, the polymerization is carried out at a temperature of -100 to 200 ° C. and at a pressure of normal pressure to 100 kg / cm 2 . Preferably, it is -100 to 100 ° C and normal pressure to 50 kg / cm 2 .
【0012】好ましい分子量としては、135 ℃テトラリ
ン溶液で測定した極限粘度として0.1 〜3.0 dl/g程度
であるのが一般的である。The preferred molecular weight is generally about 0.1 to 3.0 dl / g as the intrinsic viscosity measured with a tetralin solution at 135 ° C.
【0013】またタクティシティーとしてはプロピレン
の単独重合体では、シンジオタクチックペンタッド分率
(1,2,4−トリクロロベンゼン溶液で測定した13C-
NMRスペクトルにおいてテトラメチルシランを基準とし
て約20.2ppm に観測されるシンジオタクチックペンタッ
ドに帰属されるピークの強度のプロピレンの全メチル基
に帰属されるピークの強度の総和に対する割合。以下、
同様) として0.7 以上好ましくは0.8 以上である。0.7
より小さいものでは、結晶性のポリプロピレンとしての
特性が充分でなく物性が不良であり好ましくない。The tacticity of a propylene homopolymer for a syndiotactic pentad fraction ( 13 C-
The ratio of the peak intensity attributed to the syndiotactic pentad observed at about 20.2 ppm based on tetramethylsilane in the NMR spectrum to the total sum of the peak intensity attributed to all the methyl groups of propylene. Less than,
The same applies to the above). 0.7
If it is smaller, the properties as crystalline polypropylene are not sufficient and the physical properties are poor, which is not preferable.
【0014】またエチレン、あるいは炭素数4〜20のα
−オレフィンを共重合して用いることももちろん可能で
あり、この場合には1,2,4−トリクロロベンゼン溶
液で測定した13C-NMR でテトラメチルシランを基準とし
て約20.2ppm に観測されるピークの強度がプロピレン単
位のメチル基に帰属されるピークの強度の総和の0.5以
上であるような高度にシンジオタクチック構造のものが
利用される。ここで他のオレフィンの割合としては20wt
%以下であるのが剛性の点から好ましい。Ethylene or α having 4 to 20 carbon atoms
-It is of course possible to use olefins by copolymerization. In this case, the peak observed at about 20.2 ppm based on tetramethylsilane by 13 C-NMR measured with a 1,2,4-trichlorobenzene solution Having a highly syndiotactic structure such that the intensity of the peak is 0.5 or more of the sum of the peak intensities attributed to the methyl group of the propylene unit. Here, the ratio of other olefins is 20wt
% Is preferred from the viewpoint of rigidity.
【0015】本発明において用いるチオエーテルエステ
ル系のヒドロパーオキシド分解剤としては種々の構造の
ものが知られているがジチオアセティックアシッド、ジ
チオプロピオニックアシッド、ジチオブテニックアシッ
ドなどのチオエーテルカルボン酸と炭素数5〜25程度
の高級アルコール、例えばラウリルアルコール、トリデ
シルアルコール、パルミティルアルコール、ステアリル
アルコールのジエステルが好ましく例示される。具体的
にはジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジ
トリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリ
スティル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステア
リル−3,3’−チオジプロピオネートなどが例示され
る。As the thioetherester hydroperoxide decomposing agent used in the present invention, those having various structures are known. Preferred examples include diesters of higher alcohols having about 5 to 25 carbon atoms, such as lauryl alcohol, tridecyl alcohol, palmityl alcohol, and stearyl alcohol. Specifically, dilauryl-3,3'-thiodipropionate, ditridecyl-3,3'-thiodipropionate, dimyristyl-3,3'-thiodipropionate, distearyl-3,3'-thiol Examples include dipropionate.
【0016】本発明においてポリプロピロピレンに対す
るチオエーテルエステル系のヒドロパーオキシド分解剤
の使用割合としてはポリプロピロピレン100 部に対し1
〜0.0001好ましくは0.5 〜0.001 程度である。In the present invention, the ratio of the thioether ester-based hydroperoxide decomposer to polypropylene used is 1 part per 100 parts of polypropylene.
To 0.0001, preferably about 0.5 to 0.001.
【0017】本発明においては成形時の熱分解などを避
けるためさらに、リン系の酸化防止剤としてトリアルキ
ルホスファイト(イソデシル、トリデシル等)、フェニ
ルジアルキルホスファイト(イソデシル、イソオクチル
等)、ジフェニルアルキルホスファイト(イソデシル、
イソオクチル等)、トリフェニルホスファイト、置換ト
リフェニルホスファイト、ホスファラスアシド(1,1
−ビフェニル−4,4’−ジイルビステトラキス(2,
4−ビス(1,1’−ジメチルエチル)フェニル))エ
ステル、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベン
ジルホスフェイト−ジエチルエステル、9,10−ジヒ
ドロ−9−キサ−10−ホスフォペナントレン−10−
オキシド、ソジウムビス(4−t−ブチルフェニル)ホ
スフェイト、ソジウム−2,2’−メチレン−ビス
(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)−ホスフェイト、
1,3−ビス(ジフェノキシホスフォニルオキシ)−ベ
ンゼンあるいは、アミン系の酸化防止剤として、アルキ
ル置換ジフェニルアミン、ジアリル−p−フェニレンジ
アミンあるいはその置換体、6−エトキシ2,2’,4
−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンなどの置換キ
ノリン、2,2’,6,6’−テトラアルキルピペリジ
ンなどの置換ピペリジンあるいは高級カルボン酸の金属
塩として、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸などの酸のカルシウム、亜鉛、アルミニウ
ムなどの金属塩などを併用することができる。In the present invention, trialkylphosphites (isodecyl, tridecyl, etc.), phenyldialkylphosphites (isodecyl, isooctyl, etc.), Fight (isodecyl,
Isooctyl, etc.), triphenyl phosphite, substituted triphenyl phosphite, phospharasic acid (1, 1
-Biphenyl-4,4'-diylbistetrakis (2,
4-bis (1,1′-dimethylethyl) phenyl)) ester, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphate-diethyl ester, 9,10-dihydro-9-oxa-10-phospho Fopenanthrene-10-
Oxide, sodium bis (4-t-butylphenyl) phosphate, sodium-2,2′-methylene-bis (4,6-di-t-butylphenyl) -phosphate,
1,3-bis (diphenoxyphosphonyloxy) -benzene or an amine-based antioxidant such as alkyl-substituted diphenylamine, diallyl-p-phenylenediamine or a substituted product thereof, 6-ethoxy 2,2 ′, 4
Substituted quinolines such as -trimethyl-1,2-dihydroquinoline, substituted piperidines such as 2,2 ', 6,6'-tetraalkylpiperidine or metal salts of higher carboxylic acids, such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid,
Metal salts of acids such as stearic acid such as calcium, zinc and aluminum can be used in combination.
【0018】これらの使用割合としてはポリプロピロピ
レン100 部に対し1〜0.0001好ましくは0.5 〜0.001 程
度である。The proportion of these used is about 1 to 0.0001, preferably about 0.5 to 0.001, per 100 parts of polypropylene.
【0019】この組成物の利用方法については特に制限
はなく通常の方法で成形して利用される。There is no particular limitation on the method of using the composition, and the composition is molded and used by a usual method.
【0020】[0020]
【実施例】以下に実施例を示しさらに本発明を説明す
る。The present invention will be further described with reference to examples.
【0021】実施例1 常法にしたがって合成したイソプロピルシクロペンタジ
エニル-1- フルオレンをリチウム化し、四塩化ジルコニ
ウムと反応し再結晶することで得たイソプロピル(シク
ロペンタジエニル-1- フルオレニル) ジルコニウムジク
ロリド0.2gと東ソー・アクゾ(株)製メチルアルミノキ
サン(重合度16.1)30g を用い、内容積200 リッターの
オートクレーブでプロピレンを装入して20℃で重合圧力
3kg/cm 2-G となる様にプロピレンを追加しながら、20
℃で2時間重合し、ついでメタノールとアセト酢酸メチ
ルで脱灰処理し塩酸水溶液で洗浄し、ついで濾過して5.
6kgのシンジオタクチックポリプロピレンを得た。Example 1 Isopropylcyclopentadiene synthesized according to a conventional method
Lithium enyl-1-fluorene is converted to zirconium tetrachloride.
Isopropyl obtained by reacting with
(Lopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dik
0.2 g of Loride and methylaluminoki manufactured by Tosoh Akzo Co., Ltd.
Using 30g of sun (degree of polymerization 16.1), 200 liters of internal volume
Polymerization pressure at 20 ° C with propylene charged in an autoclave
3kg / cm Two-G while adding propylene to reach 20
Polymerized for 2 hours, then methanol and acetoacetic acid methyl
And then washed with an aqueous hydrochloric acid solution, and then filtered for 5.
6 kg of syndiotactic polypropylene was obtained.
【0022】このポリプロピレンは13C-NMR によればシ
ンジオタクチックペンタッド分率は0.935 であり、135
℃テトラリン溶液で測定した極限粘度(以下、ηと略
記)は1.45dl/g、1,2,4−トリクロロベンゼンで
測定したMW/MN は2.2 であった。According to 13 C-NMR, this polypropylene had a syndiotactic pentad fraction of 0.935,
The intrinsic viscosity (hereinafter abbreviated as η) measured with a tetralin solution at 1.degree. C. was 1.45 dl / g , and the MW / MN measured with 1,2,4-trichlorobenzene was 2.2.
【0023】このポリプロピレンにステアリン酸カルシ
ウム0.1wt %、ジステアリル−3,3’−チオジプロピ
オネートを0.1 wt%加えて造粒し、厚さ2mm のシートと
し1Mrad/hr でγ線を3Mrad 照射し前後の以下の物性を
測定した。 曲げ剛性度: kg/cm2 ASTM D-747(23 ℃) 引張降伏強さ: kg/cm2 ASTM D-638(23℃) 破断時伸び: % ASTM D-638(23 ℃) アイゾット( ノッチ付) 衝撃強度:kg・cm/cm ASTM D-
638(23℃、−10℃) 照射前の曲げ剛性度、引張降伏強さ、破断時伸び、アイ
ゾット衝撃強度 (23℃、−10℃) はそれぞれ6100、250
、680 、48、3.8 であり、照射後はそれぞれ6100、255
、680 、48、3.8 であり照射後も物性は全く変化しな
かった。The polypropylene is granulated by adding 0.1% by weight of calcium stearate and 0.1% by weight of distearyl-3,3'-thiodipropionate to form a 2 mm-thick sheet and irradiating 3 Mrad of γ-ray at 1 Mrad / hr. The following physical properties before and after were measured. Flexural rigidity: kg / cm 2 ASTM D-747 (23 ° C) Tensile yield strength: kg / cm 2 ASTM D-638 (23 ° C) Elongation at break:% ASTM D-638 (23 ° C) Izod (notched ) Impact strength: kg ・ cm / cm ASTM D-
638 (23 ° C, -10 ° C) Flexural rigidity before irradiation, tensile yield strength, elongation at break, Izod impact strength (23 ° C, -10 ° C) are 6100, 250, respectively.
, 680, 48, and 3.8, and 6100, 255, respectively after irradiation.
, 680, 48 and 3.8, and the physical properties did not change at all after irradiation.
【0024】比較例1 添加剤としてトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニ
ル)フォスファイトを0.1 wt%、コハク酸ジメチル−1
−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,
2’,6,6’−テトラメチルピペリジン重縮合物0.01
wt%をステアリン酸カルシウム0.1wt %、ジステアリル
−3,3’−チオジプロピオネート0.1 wt%にかえて用
いた他は実施例1 と同様にしたところ、照射前の曲げ剛
性度、引張降伏強さ、破断時伸び、アイゾット衝撃強度
(23℃、−10℃) はそれぞれ6200、260 、550 、45、3.
6 であり、照射後はそれぞれ6100、265 、390 、38、3.
4であった。Comparative Example 1 Tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite was 0.1 wt% as an additive, and dimethyl succinate-1 was added.
-(2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,
2 ', 6,6'-tetramethylpiperidine polycondensate 0.01
The same procedure as in Example 1 was carried out except that wt% was replaced with 0.1 wt% of calcium stearate and 0.1 wt% of distearyl-3,3′-thiodipropionate, and the flexural rigidity and the tensile yield strength before irradiation were changed. Elongation at break, Izod impact strength
(23 ° C, -10 ° C) are 6200, 260, 550, 45, and 3.
6 after irradiation, 6100, 265, 390, 38, 3.
Was 4.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明の組成物は耐放射線性に優れ、し
かも極めて物性バランスに優れており、工業的に極めて
価値がある。Industrial Applicability The composition of the present invention has excellent radiation resistance and extremely excellent physical property balance, and is extremely valuable industrially.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−215036(JP,A) 特開 昭49−39637(JP,A) 特開 平3−81130(JP,A) 特開 平2−274703(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 23/00 - 23/36 C08K 5/00 - 5/59 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-60-215036 (JP, A) JP-A-49-39637 (JP, A) JP-A-3-81130 (JP, A) JP-A-2- 274703 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 23/00-23/36 C08K 5/00-5/59
Claims (1)
測定した13C-NMR でテトラメチルシランを基準として約
20.2ppm に観測されるピークの強度がプロピレン単位の
メチル基に帰属されるピークの強度の総和の0.5 以上で
あるシンジオタクチック構造のポリプロピレンとチオエ
ーテルエステル系のヒドロパーオキシド分解剤からなる
耐放射線性ポリプロピレン樹脂組成物。1. A 13 C-NMR measured with a 1,2,4-trichlorobenzene solution, based on tetramethylsilane,
Radiation resistance consisting of syndiotactic polypropylene and thioetherester hydroperoxide decomposers whose peak intensity observed at 20.2 ppm is 0.5 or more of the sum of the peak intensity attributed to the methyl group of the propylene unit Polypropylene resin composition.
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